Івченко В.В. [reterty@gmail.com]
Херсонська державна морська академія, Україна
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2018-v3-17/2018_3-17-Ivchenko_FMO.pdf

ПРО РІЗНІ ТИПИ КЛАСИФІКАЦІЇ НАУКОВИХ НАВЧАЛЬНИХ МОДЕЛЕЙ
У КУРСІ ФІЗИКИ ВИЩОГО ЗАКЛАДУ ОСВІТИ

Анотація. В статті розглянуто наступні типи класифікації наукових моделей у вишівському курсі фізики: класифікація моделей за типом наукової абстракції; класифікація моделей за предметом теоретичного опису; природна класифікація моделей та класифікація моделей за ступенем модельного узагальнення.
В першому випадку всі моделі можуть бути умовно розділені на абстракції ототожнення, абстракції граничного переходу та абстракції, що вводяться за означенням. Для другого випадку вирізняють моделі: фізичних систем, фізичних взаємодій, фізичних зв’язків, фізичних процесів, фізичних явищ та фізичних законів. У межах класифікації за ступенем модельного узагальнення можна виокремити фундаментальні, базисні та часткові моделі. Ми наводимо чотирнадцять дихотомічних типів фундаментальних моделей, а саме: статичні та динамічні моделі; моделі із зосередженими та розподіленими параметрами; дискретні та континуальні моделі; детерміновані та стохастичні моделі; гомогенні та гетерогенні моделі; лінійні та нелінійні моделі; періодичні та неперіодичні моделі; симетричні та асиметричні моделі; -нуль, -одно, -дво та тривимірні моделі; «жорсткі»та «м’які» моделі; монолімітні та полілімітні моделі; моноконтекстні та поліконтекстні моделі; монотипні та дуальні моделі;, дедуктивні, індуктивні та «плаваючі» моделі. Також розглянуто природну класифікацію наукових моделей в фізиці (механічні моделі, моделі теплових та електромагнітних явищ, оптичні моделі та моделі мікросистем).
Проаналізовані у даній роботі різні типи класифікації ідеальних фізичних моделей дозволяють всебічно висвітлити зміст кожної моделі, що розглядається у вишівському курсі фізики. Для кращого засвоєння студентами усього різноманіття характерних ознак таких моделей ми пропонуємо користатися технологією фреймового навчання. У роботі наведено приклади фреймування змісту двох базисних моделей –моделі матеріальної точки та моделі ідеального газу.
Ключові слова: курс фізики, класифікація наукових фізичних моделей, фреймове навчання.

ON DIFFERENT TYPES OF CLASSIFICATION OF THE SCIENTIFIC MODELS IN UNIVERSITY PHYSICS EDUCATION Ivchenko Vladimir
Kherson State Maritime Academy, Ukraine

Abstract. The article deals with the following backgrounds of classification of the scientific models in higher physics education: the classification of models by the type of scientific abstraction; the classification of models by the subject of theoretical description; the natural classification and classification by the degree of model abstraction.
In the first case all models can be divided into the identification abstractions, the limit transition abstractions and the abstractions which are introduced by definitions. In the second one we have the models of: physical systems, physical interactions, physical constraints, physical processes, physical phenomena and physical laws. For classification by the degree of model abstraction one can distinguish the fundamental, basic and particular models. We single out fourteen types of fundamental models. These are: static and dynamic models; models with lumped and distributed in space parameters; discrete and continuous models; deterministic and stochastic models; homogeneous and heterogeneous models; linear and nonlinear models; periodic and non-periodic models; symmetric and asymmetric models; zero-, one-, two- and three-dimensional models; rigid and soft models; single-limit and multiple-limit models; monocontextual and polycontextual models; monotypic and dual models; deductive inductive and floating models. We also describe the natural classification of the scientific models in physics (mechanical models, models of thermal and electromagnetic phenomena, optical models and models of microsystems).
The different types of classification of the scientific physical models considered in this paper allow to comprehensively cover the contents of each model that is considered in higher physics education. For better understanding the variety of features of such model by students, we suggest using the frame routine strategy. As an example, we give the frame description of two basic models – the point particle and the ideal gas models.
Key words: physics education, classification of the scientific physical models, frame routine strategy.

Список використаних джерел

1. Max Э. Познание и заблуждение. Очерки по психологии исследования. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 456 с.
2. Пайерлс Р. Построение физических моделей. УФН. 1983. Випуск 2(140), С. 315-332.
3. Ушаков Е. В. Введение в философию и методологию науки: Учебник. М.: «Экзамен», 2005. 528 с.
4. Raiman, 0. Order of magnitude reasoning. Artificial InteEligence. 1991. Vol. 51(1-3), p.11-38.
5. Фоменко В.В. Навчальні фізичні моделі загального курсу фізики та їх систематизація за предметом фізичного опису. Наукові записки РВВ КДПУ ім. В. Винниченка. Серія: Педагагічні науки. 2005. Випуск 60(2), с. 133-139.
6. Etkina, E., Warren, A., and Gentile, M. The role of models in physics instruction. Phys. Teach. 2006. Vol. 44(1), p.34-39.
7. Xavier de Donato Rodriguez and Alfonso Arroyo Santos. On The Structure of Idealization in Biological Theories: The Case of the Wright-Fisher Model. J. Gen. Philos. Sci. 2012. Vol. 43(1), p.11-27.
8. Ivchenko, V. On projectile motion with quadratic drag force. Eur. J. Phys. 2018. Vol. 39(4), p.045004 (1-9).
9. Голубева О.Н. Теоретические проблемы общего физического образования в новой образовательной парадигме: Дисc. докт. пед. наук: 13.00.02. М., 1995. 314 с.
10. Арнольд В.И. "Жесткие" и "мягкие" математические модели. Математическое моделирование социальных процессов. M.: МГУ, 1998. 234 с.
11. Івченко В.В. Особливості формування понять про наукові навчальні фізичні моделі у вишівському курсі фізики з урахуванням їх нечіткості. Збірник наукових праць ХДУ "Педагогічні науки". 2016. Випуск 71(1) С. 103-107.
12. Шарко В.Д. Фреймовий підхід до засвоєння знань та підготовка майбутніх вчителів фізики до його застосування в навчальному процесі. Збірник наукових праць ХДУ "Педагогічні науки". 2016. Випуск 71(2) С. 153-163.